鋼包透氣磚是煉鋼生產中重要的功能原件,在生產中起到非常關鍵的作用。通過分析透氣磚的損毀原因,在透氣磚的生產中采取措施提高性能,并在現場的生產中規范操作,達到提高殘磚長度保證透氣性的目的。

鋼包透氣磚的損毀原因主要有四個方面,在使用過程中透氣磚所受外部作用見圖1。

1、熱應力的作用

透氣磚工作面的耐火材料,尤其是出氣口四周的耐火材料,因與高溫鋼水直接接觸,受到高溫鋼水及不斷流出的冷氣流的影響,產生很大的溫度梯度,由于多次使用,透氣磚受到的急冷急熱作用大,尤其靠近出氣口部位所受到熱應力更大,容易產生裂紋。

2、機械磨損作用

出鋼過程中鋼水高速、強力對鋼罐底部的沖刷,加快了透氣磚的損蝕;有人通過水力模型試驗 對透氣磚損蝕情況的研究發現:當低速流動的氣流 射入液相熔池時,氣流回擊并擊打透氣磚前沿,給出氣口四周的耐火材料以一定的沖擊力。當進一步提高氣體流速時,反向脈沖頻率降低,但反向沖擊強度進一步增大;另外,當吹氬進入正常噴射狀態時,強烈的氣泡組成氣體噴射束,噴射束加強了鋼罐底部的攪拌,鋼罐底部液相運動加劇,二相卷流使透氣磚受到強烈的剪切和沖擊應力作用。透氣磚高于座磚時受這種卷流的剪切、沖刷尤其明顯,高于座磚的部分一般在使用一次后即被沖刷掉;另外,精煉結束后若快速關閉閥門,鋼水的反向沖擊也會加速透氣磚損毀。

3、化學侵蝕作用

透氣磚工作面與渣、鋼水接觸時間長,在整個包役中,熔渣不斷向磚中浸潤、滲透。鋼水、渣中氧化物MnO、MgO、SiO2、FeO、Fe2O3等與磚發生反應:

12CaO+7Al2O3=12CaO?7Al2O3

FeO+Al2O3=FeO?Al2O3

2MnO+SiO2+Al2O3=2(MnO)?SiO2?Al2O3

生成的FeO?Al2O3、2(MnO)?SiO2?Al2O3、12CaO.7Al2O3等低熔物被沖刷而造成透氣磚被侵 蝕。

4、機械應力的作用

包底耐火材料工作面與高溫鋼水直接接觸,包底耐火材料非工作面溫度相對較低,鋼包在接鋼水→鋼水澆注→鋼包熱修→接鋼水的循環使用過程中,鋼包的溫度一直在變化,包底耐火材料體積相應發生變化,由于包底耐火材料溫度梯度的存在及包底耐火材料變質層與原質層的膨脹系數不同,包底耐火材料工作面到非工作面各層相應的體積變化不同,從而對透氣磚產生剪切的力量,使透氣磚產生橫向裂紋,甚至會使透氣磚出現橫向斷裂現象。包底整體澆注的鋼包在烘烤過程中,升溫速度過快,包底耐火材料溫度梯度過大,透氣磚也會出現同樣的現象。在生產實踐中,曾發現過包底整體澆注的鋼包烘烤不慎導致透氣磚橫向斷裂成幾段的現象。（見圖二）